Toyota, BEV, Electric Vehicles, Automotive

TOYOTA เปิดตัวเทคโนโลยีใหม่เพื่อ “Next-Generation BEVs”

อัปเดตล่าสุด 1 ส.ค. 2566

โตโยต้าเปิดตัวเทคโนโลยีใหม่ทั้งในด้านยานยนต์ไฟฟ้าและด้านการผลิตสำหรับ “Next-Generation BEVs” โดยมุ่งมั่นให้เป็นมาตรฐานใหม่ของรถยนต์ไฟฟ้าแบตเตอรี่ในปี 2026 ด้วยเป้าหมาย 1.5 ล้านคัน

วันที่ 13 มิถุนายน 2023 โตโยต้า มอเตอร์ ประเทศญี่ปุ่น จัดการบรรยายสรุปทางเทคนิคภายใต้หัวข้อ “Let's Change the Future of Cars” พร้อมประกาศเทคโนโลยีใหม่มากมายที่จะสนับสนุนการเปลี่ยนผ่านไปสู่การเป็นบริษัท Mobility โดยเผยถึงกลยุทธ์ด้านเทคโนโลยีของ Toyota และทิศทางของการผลิตรถยนต์ในอนาคต “Next-Generation BEVs” รวมถึงธุรกิจแบตเตอรี่อีวี และโรงงานไฮโดรเจนที่จะเปิดตัวในเดือนกรกฎาคมนี้

Advertisement

เทคโนโลยีแบตเตอรี่เพื่อยานยนต์ในอนาคต

นวัตกรรมแบตเตอรี่ที่รองรับวิวัฒนาการของโตโยต้าจะนำพาสู่รถยนต์ไฟฟ้าแบตเตอรี่ (BEVs) รุ่นถัดไป โดยระบุถึงความสำคัญของแบตเตอรี่ที่เปรียบได้กับหัวใจของรถยนต์ไฟฟ้า BEVs เช่นเดียวกับที่หัวใจสูบฉีดเลือดผ่านร่างกาย แบตเตอรี่จะถ่ายโอนกระแสไฟฟ้าไปยังรถยนต์

สำหรับ “Next-Generation BEVs” ในปี 2026 จำเป็นต้องพัฒนาแบตเตอรี่ที่จะตอบสนองความคาดหวังของลูกค้า แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเหลวซึ่งปัจจุบันเป็นแบตเตอรี่หลักจะมีประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นโดยการปรับปรุงความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่แบบเหลี่ยม ซึ่งเป็นส่วนที่โตโยต้ามีความเชี่ยวชาญมายาวนาน นอกจากนี้ การนำโครงสร้าง Bipolar ที่ได้รับการพัฒนาสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าไฮบริด (HEVs) มาใช้กับรถยนต์ไฟฟ้าแบตเตอรี่ (BEVs) จะเพิ่มทางเลือกที่หลากหลายให้กับลูกค้า ตั้งแต่แบตเตอรี่ราคาประหยัดไปจนถึงแบตเตอรี่ที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้น

ขณะที่แบตเตอรี่โซลิดสเตตซึ่งได้รับการคาดหวังอย่างสูงว่าเป็นแบตเตอรี่แห่งนวัตกรรมกำลังเข้าสู่ขั้นตอนการใช้งานจริงในรถยนต์ไฟฟ้า BEV

1. Next-generation batteries: Performance version

รถยนต์ไฟฟ้าแบตเตอรี่ (BEVs) ในยุคถัดไปที่จะเปิดตัวในปี 2026 จะวิ่งได้ระยะทาง 1,000 กิโลเมตรต่อการชาร์จไฟ 1 ครั้ง ซึ่งจะมาจากการพัฒนาแบตเตอรี่ที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้นโดยปรับปรุงความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่ ร่วมกับการปรับปรุงประสิทธิภาพของยานยนต์ เช่น อากาศพลศาสตร์ และการลดน้ำหนักยานยนต์ ในขณะที่ต้นทุนการผลิตต่ำกว่า 20% เมื่อเทียบกับ bZ4X และชาร์จไฟแบบ Quick Charge ได้ในเวลา 20 นาทีหรือน้อยกว่า (SOC=10- 80%)

Toyota, BEV, Electric Vehicles, Automotive

Image Credit: Toyota

2. Next-generation batteries: Popularization version

นอกจากนี้ โตโยต้ากำลังพัฒนาแบตเตอรี่ราคาประหยัดที่มีประสิทธิภาพเพื่อเพิ่มตัวเลือกให้กับลูกค้า โดยแบตเตอรี่แบบ Bipolar structure ที่ใช้ในรถไฮบริด Aqua และ Crown กำลังถูกนำมาใช้กับรถ BEV ซึ่งแบตเตอรี่ชนิดนี้ใช้ลิเธียมไอออนฟอสเฟต (LFP) ที่ราคาไม่แพงเป็นวัสดุ คาดว่าจะนำมาใช้จริงในปี 2026 - 2027

โดยตั้งเป้าหมายให้รถยนต์ไฟฟ้าที่ติดตั้ง Bipolar structure battery จะวิ่งได้ระยะทางไกลขึ้น 20% ต้นทุนการผลิตลดลง 40% และชาร์จไฟแบบ Quick Charge ได้ในเวลา 30 นาทีหรือน้อยกว่า (SOC=10- 80%) เมื่อเทียบกับ bZ4X ปัจจุบัน ซึ่งคาดหมายว่าแบตเตอรี่ชนิดนี้จะติดตั้งใน BEVs ช่วงราคายอดนิยม

Toyota, BEV, Electric Vehicles, Automotive

Image Credit: Toyota

3. Bipolar lithium-ion battery: High-performance version

นอกจากแบตเตอรี่แบบ Bipolar ในรุ่นยอดนิยม (Popularization version) แล้ว โตโยต้าจะพัฒนาแบตเตอรี่แบบ Bipolar ที่มีประสิทธิภาพสูง โดยการรวมโครงสร้าง Bipolar เข้ากับ High-Nickel Cathode คาดว่าจะใช้งานได้จริงในปี 2027 - 2028 ซึ่งแบตเตอรี่รุ่นนี้จะมีประสิทธิภาพสูงกว่ารุ่น Performance version ในข้อ 1. โดยวิ่งได้ระยะทางไกลขึ้น 10% ลดต้นทุนลง 10% และชาร์จไฟแบบ Quick Charge ได้ในเวลา 20 นาทีหรือน้อยกว่า (SOC=10- 80%)

4. All-solid-state batteries สำหรับ BEVs

โตโยต้าได้ค้นพบความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีในการแก้ปัญหาความทนทานของแบตเตอรี่โซลิดสเตต ซึ่งอยู่ระหว่างพิจารณานำไปใช้กับรถไฮบริด (HEVs) และเร่งการพัฒนาแบตเตอรี่สำหรับ BEVs ให้รวดเร็วยิ่งขึ้น โดยอยู่ระหว่าพัฒนาวิธีการผลิตสำหรับ Mass production ที่ตั้งเป้าหมายไว้ภายในปี 2027 - 2028

แบตเตอรี่โซลิดสเตตที่จะพัฒนาออกมานี้จะวิ่งได้ไกลขึ้น 20% เมื่อเทียบกับรุ่น Performance version ในข้อ 1 และชาร์จไฟแบบ Quick Charge ได้ภายในเวลา 10 นาทีหรือน้อยกว่า (SOC=10- 80%) ซึ่งต้นทุนการผลิตยังอยู่ระหว่างตรวจสอบ นอกจากนี้ ยังมีการวิจัยและพัฒนาแบตเตอรี่โซลิดสเตตในอนาคตที่จะวิ่งได้ไกลกว่า Performance version มากถึง 50%

Toyota, BEV, Electric Vehicles, Automotive

Image Credit: Toyota

Aerodynamics

เทคโนโลยีใหม่นี้จะสามารถลดแรงเสียดทานตามหลักอากาศพลศาสตร์ในทุกรูปทรงซึ่งจะช่วยให้ได้ดีไซน์ของยานยนต์ที่น่าดึงดูดยิ่งขึ้น ซึ่งโตโยต้ากำลังศึกษาการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีไฮเปอร์โซนิกที่ใช้ในจรวด นำมาใช้กับ BEV โดยร่วมมือกับ Mitsubishi Heavy Industries ในเทคโนโลยีใหม่เพื่อลดแรงต้านให้เหลือน้อยที่สุด

Production process 1/2

นอกจากด้านเทคโนโลยียานยนต์แล้ว โตโยต้ายังมองถึงการเปลี่ยนแปลงสถานการณ์การผลิต เพื่อลดระยะเวลาเตรียมการผลิต กระบวนการผลิต และการลงทุนโรงงานสำหรับการผลิตยานยนต์แบบจำนวนมาก ทั้งหมดนี้จะลดลง 1/2 ซึ่งจะทำให้สามารถลดต้นทุนคงที่ลงได้อย่างมาก เพื่อให้ BEVs สามารถทำกำไรได้ โดยจะมีการเปลี่ยนแปลงสามส่วนหลักดังนี้

1. Gigacasting

กระบวนการ Giga casting จะทำให้ได้ประสิทธิภาพการผลิตสูงขึ้นด้วยการรวมชิ้นส่วนตัวถังยานยนต์ นำมาฉีดขึ้นรูปด้วยอะลูมิเนียมให้เป็นโครงสร้างชิ้นเดียวกันที่มีความเรียบง่ายและบางลง ทดแทนชิ้นส่วนโลหะแผ่นหลายสิบชิ้นในการผลิตแบบดั้งเดิม กระบวนการนี้นอกจากลดจำนวนชิ้นส่วนและกระบวนการต่าง ๆ แล้ว ยังสะท้อนถึงปรัชญาของ TPS ในการกำจัดของเสียในแต่ละกระบวนการอีกด้วย

Toyota, BEV, Electric Vehicles, Automotive

Image Credit: Toyota

2. Self-propelling assembly line

โตโยต้าอยู่ระหว่างการออกแบบโรงงานผลิตยานยนต์แห่งอนาคตที่ไม่มี Conveyor อีกต่อไป โดยจะเป็นสายการประกอบยานยนต์ที่ขับเคลื่อนได้เอง (Self-propelling assembly line) ด้วยการใช้เซนเซอร์และระบบควบคุมที่ “เชื่อมต่อโรงงานและยานยนต์เข้าด้วยกัน” แบบไร้สาย ซึ่งจะทำให้รูปแบบโรงงานมีความยืดหยุ่นมากขึ้น และลดการลงทุนของโรงงานและเวลาในการผลิตลงอย่างมาก รวมถึงทรัพยากรบุคคลที่ต้องเตรียมพร้อมสำหรับการผลิตจำนวนมาก

Toyota, BEV, Electric Vehicles, Automotive

Image Credit: Toyota

3. การออกแบบโรงงานผลิตยานยนต์ในยุคถัดไป

เทคโนโลยีดิจิทัลจะถูกนำมาใช้ออกแบบสายการผลิตในโรงงาน BEV ยุคหน้าของโตโยต้า ซึ่งรวมถึงการศึกษาและปรับปรุงกระบวนการ โดย Giga casting และ Self-propelling assembly line นั้นได้รองรับการเปลี่ยนให้เป็นดิจิทัล

โดยโรงงานผลิตยานยนต์ในยุคถัดไปจะลดระยะเวลาเตรียมการผลิต Mass Production ด้วยความแม่นยำในการทำซ้ำที่ระดับความคลาดเคลื่อน 1 มม. นอกจากนี้ จะมีการเปลี่ยนสายการผลิตให้มีประสิทธิภาพมากขึ้นด้วยการขนส่งแบบไร้คนขับโดยใช้เทคโนโลยีเชื่อมต่อ การตรวจสอบอัตโนมัติ และอื่น ๆ รวมถึงแนวคิด TPS

Toyota, BEV, Electric Vehicles, Automotive

Image Credit: Toyota

เทคโนโลยีพื้นฐานที่จะเพิ่มความดึงดูดใจให้กับ BEVs

1. Small eAxle

โตโยต้าจะลดขนาดส่วนประกอบที่สำคัญของ eAxle เช่น มอเตอร์ เฟืองเกียร์ และอินเวอร์เตอร์ เพื่อให้ eAxle มีขนาดเล็กลง โดยกำลังพัฒนาร่วมกับ BluE Nexus, Aisin, Denso และเทคโนโลยีของ Toyota ที่ใช้ในการพัฒนา HEVs

การลดขนาด eAxle ทำให้ยานยนต์สามารถวิ่งได้ระยะทางไกลขึ้น เพิ่มพื้นที่เก็บสัมภาระ และลดแรงต้านตามหลักอากาศพลศาสตร์ จึงทำให้สะดวกสบายยิ่งขึ้นและมีการออกแบบยานยนต์ที่ดีขึ้น

จับเทรนด์ตลาด E-Axle ชิ้นส่วนคุณภาพสูง สำหรับรถยนต์ไฟฟ้า

2. เวเฟอร์ SiC สำหรับอินเวอร์เตอร์ BEV (เซมิคอนดักเตอร์รุ่นถัดไปที่มีการสูญเสียพลังงานน้อยลง 50%)

โตโยต้ากำลังพัฒนาซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) เวเฟอร์ขนาด 8 นิ้วที่ใหญ่ที่สุดในอุตสาหกรรม ซึ่งจะเป็นวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ยุคหน้าที่จะนำไปสู่การปรับปรุงการใช้พลังงานของ BEV

Multi-pathway platform

โตโยต้าเตรียมนำเสนอรถยนต์ไฟฟ้าที่หลากหลายและตอบรับความต้องการของลูกค้าได้ดียิ่งขึ้นผ่าน “Multi-pathway platform” ซึ่งเปลี่ยนรถโมเดลที่มีอยู่เดิมเป็นรถยนต์ไฟฟ้าได้ เช่น ระบบส่งกำลังของ Crown เป็นระบบ BEV โดยบริษัทจะนำแพลตฟอร์มนี้มาใช้ในการขยายไลน์อัพยานยนต์ก่อนปี 2026 ที่ BEVs รุ่นใหม่จะออกสู่ตลาด ซึ่งตั้งเป้าหมายไว้ที่ 1.5 ล้านคัน